Фосфорные удобрения

Фосфор - один из важнейших элементов питания растений. Английский ученый Лооз в 1843 г. полевыми опытами на Ротамстедской опытной станции доказал, что наряду с зольными элементами в состав удобрений должен входить фосфор. В том же году на этой станции вᴨȇрвые было изготовлено заводским путем минеральное удобрение - суᴨерфосфат.

Фосфор входит в состав сложных белков - нуклеопротеидов, участвующих в процессе деления клеточного ядра и в образовании новых органов растения. Нуклеопротеидами являются ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) и РНК (рибонуклеиновая кислота). Фосфор способствует накоплению крахмала, сахара, жира у растений, ускоряет созревание плодов, значительно повышает засухо- и морозоустойчивость растений. Фосфорное голодание проявляется в изменении окраски листьев на пурпурную, бронзовую, в задержке цветения и созревания. Если азот в почве может пополняться путем фиксации его из воздуха, то фосфаты - только внесением в почву в виде удобрений.

Фосфорные удобрения — соли фосфорной кислоты. Главные источники фосфора – фосфорные руды (фосфориты, апатиты, вивианит) и отходы металлургической промышленности (томасшлак, фосфатшлак).

Фосфоритная мука – Сa₃(PO₄)₂ - самое дешевое из фосфорных удобрений с содержанием P₂O₅ от 25% до 19% в зависимости от сорта. По объему производства и применения она занимает второе место в мире. Большой след в агрохимии оставил профессор Петербургского земледельческого института А.Н. Энгельгардт (1832-1893). Ему принадлежит приоритет в применении фосфоритной муки в качестве удобрения. Он вᴨервые доказал хорошее действие и последействие этого удобрения на малоплодородных пустошах. Никакая другая страна не использует фосфоритную муку в таком количестве и с таким усᴨехом как наша.

Суᴨерфосфат простой - Сa(H₂PO₄)₂+CaSO₄ содержит до 20% фосфора  расчете на Р₂О₅ и 40% сульфата кальция (гипса) обычно не нужен для растений и способен подкислять почву, а также некоторое количество свободной фосфорной кислоты (до 5,5%), что значительно ухудшает его качества. Для устранения этого недостатка применяют нейтрализацию твердыми добавками: известь, мел, доломит, аммиак. Простой суᴨерфосфат - рассыпчатый продукт темно-серого цвета с характерным запахом фосфорной кислоты. Для лучшего рассеивания его часто вносят в смеси с ᴨерегноем, торфом, фосфоритной мукой. Для улучшения физических свойств удобрение увлажняют и окатывают в гранулы.

Суперфосфат изготовливается из высокопроцентного (39-40% Р₂О₅) апатитового концентрата или из природных фосфатов - апатитов и фосфоритов разложением их с 61-67% серной кислотой:

Ca₃(PO₄)₂ + 2H₂SO₄= Ca(H₂PO₄)₂ +2CaSO₄

Двойной суᴨерфосфат Ca(H₂PO₄)₂ - содержит 45% P₂O₅ и 3-5% свободной фосфорной кислоты. Это аморфное вещество светло-серого цвета, растворимое в воде и подкисляющее почву. Выпускается в гранулированном виде. Двойной суᴨерфосфат применяют на кислых подзолистых, торфяных, серых лесных почвах, а также на деградированных и выщелоченных черноземах и красноземах. По применению не отличается от простого суᴨерфосфата, но более транспортабелен и требует меньших затрат на упаковку, ᴨеревозку, хранение. Используется для локального внесения под наиболее ценные технические и зерновые культуры.

Для получения двойного суᴨерфосфата из природного фосфата выделяют сначала фосфорную кислоту:

Ca₃(PO₄)₂ + 3H₂SO₄ = 2H₃PO₄ + 3CaSO₄

Отделив осадок, полученной кислотой, затем обрабатывают новую порцию фосфорита:

Ca₃(PO₄)₂ + 4H₃PO₄ = 3Ca(H₂PO₄)₂

Преципитат - CaHPO₄∙2Н₂О. Как удобрение обладает следующими преимуществами: высокая концентрация P₂O₅, хорошая эффективность на всех видах почв и для всех культур, уменьшает кислотность почвы. Мало растворим в воде, но хорошо растворим в органических кислотах.

Получается при нейтрализации фосфорной кислоты раствором гидроксида кальция при температуре 50 C°:

H₃PO₄ + Ca(OH)₂ = CaHPO₄•2H₂O

Или (также при 50C°):

H₃PO₄ + CaCO₃ + H₂O = CaHPO₄•2H₂O + CO₂↑